装上2个小巧的氢气罐,电动自行车就可以行驶120公里。这不是天方夜谭的神话,而是在2021第二十届中国北方国际自行车电动车展览上某企业提供的展品样车。或许人们并不了解氢燃料电池可以用于自行车领域,实际上国外在氢燃料电池自行车研发上早已开始。

氢燃料自行车改变出行模式

在2017年,法国Pragma Industries已经向包括Saint Lo、瑟堡、尚贝里和巴约讷在内的法国城市销售了约60辆以氢燃料电池为动力的电动自行车,在市场上方面取得了不错的反响。

我国的氢燃料电池自行车大量上市是在2020年。去年12月26日,永安行在常州全国首发了氢燃料电动车。2021年1月10日下午,永安行在南通举行“氢燃料电动车市民体验日”活动,邀请市民代表试骑氢燃料电动车,引起了不少人的关注。

国内的氢燃料电池自行车

永安行氢燃料电动车续航总里程约70公里,最高时速23公里,它采用了换氢技术,只需1分钟完成氢棒的更换,在加氢中心也只要3分钟加满氢气。与传统锂电池慢充3小时、续航40公里的纯电动助力车相比,氢燃料电动车将极大方便人们远距离的出行需求。

氢燃料自行车上市,也扭转了人们对氢燃料电池的恐惧心理,不仅如此,对于大部分城市的通勤人员来说,10-20公里左右的通勤路程,非常适合用电动自行车出行,氢燃料电池自行车上市,会给人们的出行带来极大便利,尤其在交通拥堵比较严重的一线城市,共享燃料电池自行车的出现,也会提高人们的出行效率,缩短出行时间。

固态电池和自行车更匹配

燃料电池自行车大量上市和应用如何满足加氢需求?因为我国的加氢站数量截至2020年底只有124座,有些省份全省甚至没有一家加氢站,自行车又不像公交车、特种车、商务重卡等大型车辆那样有足够的空间储存氢能,自行车使用燃料电池如何实现便捷加氢呢?

江苏省产业技术研究院集萃先进能源材料与应用技术研究所所长周少雄博士接受媒体采访时说:“氢能的利用,涉及制氢、储运、应用3个环节,其中高密度安全储运氢是主要的瓶颈问题。固态储氢相对于高压气态和液态储氢,具有体积储氢密度高、工作压力低、安全性能好等优势。”

北京浩运金能总经理张沛龙也强调说,固态储氢的安全、高密度储存优势几乎不可替代。

氢能汇记者了解到,固态储氢的储氢容量高,不需要高压或者隔热容器,而且没有爆炸危险,是非常理想的储氢方式。固态储氢材料主要有储氢合金、纳米材料和石墨烯材料。

常见的金属材料有镁、钛等。以镁储氢为例,一辆燃料电池汽车可以用5公斤氢气行驶大约500公里。一个高压容器需要122升的容积才能装下5公斤氢,而一个镁氢容器只需要46升的容积就可以装下同样重量的氢。

对于体积更小的自行车来说,储氢体积更是大问题,因此固态储氢技术在自行车领域应用更匹配其痛点。不过固态储氢也存在短板——需要高温,也就是金属与氢的结合或者分离都需要保持在高温环境,与金属镁发生反应的温度差不多要在300摄氏度左右才能实现。

为解决固态储氢需要高温环境的问题,国内外专家学者都在努力尝试通过添加催化剂的模式,降低其氢能充放过程中所需的环境温度。

德国亥姆霍兹柏林能源与材料中心一位技术人员表示:“我们开发了一种新的反应性氢化物复合体系,该体系具有很高的储氢能力,可以在180摄氏度的工作温度下非常迅速地装满和排出氢气。”

周少雄博士也介绍道,他们开发的低温固态储氢材料可以存储其体积上百倍的氢气,因而其储氢密度比液氢还高。这些合金材料性能非常稳定,主要成分是镁和稀土元素镧、铈等不会燃烧爆炸,可逆性好,重复使用不低于5000次。

张沛龙表示,在性能方面,浩运金能储氢合金材料的容量已超过350mAh/g,电池放电倍率已可以达到30C,可以在-40℃到+80℃的温度下使用。

从业内对固态储氢技术的研究现状不难发现,随着固态氢能的复合材料研发和利用,已经让固态储氢在技术上没有障碍。

低成本是制胜砝码

氢能的利用问题的核心在于成本最优,那么固态储氢是否在成本上有优势呢?

周少雄告诉记者,低温固态储氢材料技术成熟,成本可控,整套装置全部实现国产化,无需政府补贴也可以实现商业化应用。

周少雄介绍说,他们开发的以固态储氢为氢源的百瓦级氢燃料电池发电系统,只需55克氢气就能驱动自行车行驶80公里,而这55克氢气就储存在一个普通矿泉水瓶大小的罐子里,储氢压力仅相当于普通气球。

氢储科技CTO、上海交通大学邹建新教授指出,液氢现在还没有产业化,固态氢也还在研发和示范的一个阶段,从前期资本投入来看,镁基固态储氢的总投入略高于高压气氢,但远远低于液氢的投入。 基于国内在镁合金材料生产方面的产业优势和在氢能方面的发展前景,预计镁基固态储氢路线投入商业化运营后,可以较快回收成本。

由此可见,固态储氢未来的发展前景要更具备优势,固态储氢前期可以和自行车融合,实现批量化和低成本应用,后续也可以应用在氢燃料电池车领域,彼时氢燃料电池汽车不再局限于商用车和公交车,它很可能成为取代锂电汽车的革命性技术。

2021年3月26日,九号公司在第二十届中国北方国际自行车电动车展上首次公开亮相采用氢能源作为动力的Segway APEX H2电动摩托车,引发了行业内外的广泛关注。近日,九号公司官宣:自2021年4月1日至2021年4月30日,九号公司氢电混动Segway APEX H2新品正式接受免费预约。

告别电力束缚 实现出行自由

Segway APEX H2采用固态储氢的方式,配备定制的专属储能罐,便于携带和更换。固态储氢的方式比高压气储氢压力更低,储氢量更高,无论是在安全性还是续航能力上都更有保证。

在配置与性能方面,Segway APEX H2采用全新清洁能源,以氢电混动作为车辆的动力输出,根据官方给出的预估数据,该车最大功率可达60kw,从0加速到100km/h无需 4 秒,最高时速预估可以达到150km/h,用户能够充分享受到Segway APEX H2带来的速度与激情。

据九号公司介绍,100g氢气就可以跑100km,相当于每1克氢跑1km。目前的氢气的成本大概可以做到40元/kg,所以百公里的使用成本是4元钱,在未来3年,氢气的成本可以降到20元/kg。这些对于用户而言,意味着消费成本降低,出行更加自由。

此外,九号公司也对未来氢能源的使用场景做了深入的思考,主要有三种模式:1、氢能源电池将会像干电池一样在超市、便利店等场所售卖;2、采用“奶瓶”配送模式,用户将用完的氢能源空瓶放置在存储箱中,由配送人员每日更换;3、建立城市换气站,用户可以在指定的地点更换氢能源电池。

使用清洁能源 交通出行零排放

随着国家、社会、群众对环境、生态的日益重视,清洁能源的发展也在不断加快。而氢气正是目前研究、应用最多的清洁能源之一,其热值是汽油的三倍。我国每年的氢产量约为2200万吨,占世界产量的三分之一,具有全球最大的氢资源。目前我国大部分氢气应用于工业领域,在民用、商用场景仍然有着极大的发展潜力。

九号公司此次投产氢电混动Segway APEX H2也是对未来的一次积极探索。氢能源电池拥有续航较长、加注时间短、高功率密度、低温启动等特点,而九号公司将氢能源应用于电动两轮车领域,正式开启了电动两轮车行业的能源革命。

预售详情

自2021年4月1日至2021年4月30日,九号公司氢电混动Segway APEX H2产品正式接受免费预约。

用户提交九号 APEX H2 预约申请后,预约人数满99人后将正式启动众筹进程,预计将于2021.6.1日起在九号官网开放众筹链接,产品预计于 2023年内完成交付,具体交付信息及众筹优惠政策等详见众筹链接。

2021-11-21 19:55:45 作者更新了以下内容

用镁合金来储存氢的技术可以应用到交通领域,如汽车、摩托车等。普通汽车的油箱储油量相当于5公斤-6公斤的氢产生的能量,需要80公斤-90公斤的镁合金容器,这与普通油箱的重量差不多,但体积较小。用氢作为动力并不是通过燃烧氢来获得,而是把氢直接转化为电能,进而为汽车提供动力。汽油燃料的效率在20%-30%,而氢通过能源电池直接转换为电能,效率可达70%-80%。

云海金属2021年10月19日在投资者互动平台表示,镁基固态储氢材料具有优良的吸放氢性能,可实现大容量固态储氢,常温常压长距离运输。公司目前跟高校合作研发镁储氢材料。

据了解,公司注重技术改进和新品开发,2019年在五台云海与重庆大学合作成立“院士专家服务站”,进一步提升镁合金新材料的研发能力和水平,重点开发镁合金储氢新材料和面向高端装备用高性能镁合金材料。经过多年对新型镁基储氢材料的应用基础研究和固态储氢装置的设计和开发,从材料制备、组织与性能表征,到固态储氢装置的实验室试制、技术验证,再到中试,目前广东省国研科技研究中心有限公司在潘复生院士指导下生产出高效固态储氢材料及装备样品,并制造出了分布式电源及固态氢能源小车的应用场景产品。实现氢的高效、安全储存与运输,此产品-旦投入批量生产将大力推动我国3060碳达峰碳中和的发展进程。

2021-11-21 20:15:49 作者更新了以下内容

2021年8月30日,鹤壁市举行2021年“决战三季度”招商项目网上集中签约仪式。经过双方的深入友好接洽,宝钢金属有限公司与南京云海特种金属有限公司计划在鹤壁市合作建设镁基新材料产业园项目。

宝钢金属有限公司与南京云海特种金属有限公司正在全国进行战略布局,共同致力于打造“中国镁业”,成为全球产能规模最大、最具竞争力的镁基新材料供应商,成为行业整合者、技术创新者和产业引领者,2021年8月30日,宝钢金属、南京云海计划与鹤壁市计划合作建设镁基新材料产业园项目,该项目投资150亿元,占地1500亩,建设年产30万吨镁基新材料项目,同时建设“一院、两基地、两中心、两平台”。一院即河南宝镁镁合金材料工程技术研究院;两基地即高性能镁基新材料及精深加工基地、高能纳米储氢镁基复合材料基地;两中心即整合鹤壁全国唯一的镁及镁产品质量检测中心和镁交易中心;两平台即组建镁行业综合宣传服务平台和镁产业孵化平台。项目建成后,实现年销售收入超150亿元,年利税超15亿元。届时鹤壁将成为全球最大的镁加工生产基地。

2021-11-22 07:42:11 作者更新了以下内容

《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》于2021年10月29日由上海市节能协会、中国节能协会联合批准发布,成为国内首个关于镁基氢化物固态储运氢技术的标准。

《标准》的制定,是镁基氢化物储氢市场发展的一个重要里程碑,对于镁基氢化物储氢的应用推广具有积极的指导作用,对于解决氢气储运安全性、经济型问题具有重要意义。

团标标准主要内容

标准号T/SHJNXH0008-2021、T/CECA-G 0148-2021《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》团体标准适用于最高运输压力不超过0.1 MPa,储运环境温度不低于-40 ℃且不高于65 ℃,可逆充/放氢且充/放氢压力不高于储运容器公称工作压力的镁基氢化物固态储运氢系统,对氢气充放氢技术要求、运输要求和维护、检查等方面做了详细阐述。

图 | 该团体标准的主要内容

固态储氢具有储氢密度高、成本低、安全稳定和使用周期长等特点,而金属镁在储氢研究领域具有成本低、质量氢、无污染等有点,被认为是最有发展潜力的固态储氢材料之一。

公司开发了吨级镁基氢化物储氢罐,在储氢罐中装填了约1000kg的粉末片,可逆吸放氢量约60kg,并将多个镁基氢化物储氢罐并联,形成框架式镁基氢化物固态储氢车,储氢容量约达1200kg,用于氢气的规模储运。

2021年10月10日,中共中央、国务院印发的《国家标准化发展纲要》(以下简称《纲要》)公布。作为指导中国标准化中长期发展的纲领性文件,《纲要》中指出团体标准定位为“原创性、高质量的标准”。

本《标准》的发布旨在将镁基氢化物固态储运氢系统技术在产业化落地的过程中更好地发会“引导、规范、监督”的作用,推动形成具有中国影响力的固态储氢标准。

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